淺析電子設備智能故障診斷技術

吳冬峰

【摘要】近年來，隨著科學技術的發展，電子設備在日常生活中應用的越來越普遍，所以在使用過程中發生故障是較為常見的事情，這就需要我們掌握一定的故障診斷技術，從而確保設備能夠正常的運行。

【關鍵詞】電子設備;故障診斷;智能故障診斷;技術

電子設備在運行環境下，由于其功能失調及性質不穩定等導致某些部件發生劣化，所以需要針對劣化狀態下的原因進行分析，通過故障診斷從而確保電子設備的正常運行。故障診斷技術是對處于運行狀態下的部件利用某種映射征兆來對其是否存在故障進行識別，對于被認定為故障的對象進行處理，使其恢復到正常的狀態水平，即實現對故障電子設備的維修。近年來，大型復雜電子設備開始不斷的在市場中出現，這就對其運行的可靠性提出了更高的要求，所以需要加強電子設備的故障診斷技術。在傳統的故障診斷技術中更強調理論知識及操作人員簡單邏輯思維的判斷，這在一定程度上制約了故障診斷技術的準確性和有效性，所以利用智能故障診斷技術，其是在模擬人類邏輯思維和形象思維的基礎上，在診斷中將人類的各種知識融入其中，從而實現對故障的準確判斷。智能故障診斷技術的出現，有效的提升了電子設備運行的可靠性和穩定性，特別是推動了大型電子設備的快速發展。

1.傳統故障診斷技術

由于受到技術條件的限制，傳統的故障診斷技術比較落后，還采用單信號的處理方法。在早期階段，分離元件和集成元件是并存的，設備的集成化程度相對較低，所以主要以單信號的處理方法為主，對于信號間的耦合很好考慮，采用閾值模型的方法。在系統運行時，主要是依靠輸入輸出的數據為主，當超出規定的范圍時，即為故障預警或者是已經發生故障。信號的來源主要是依靠人工采集，通過儀器儀表采集信號。在科學技術不斷發展的形勢下，單信號閾值模型的診斷技術已經無法滿足實際需求，所以診斷技術開始擴展，逐漸向以下兩個方面發展：第一，采用多信號模型的診斷方法，充分考慮信號間的關系，利用定量或者定性的方法進行分析，從而確定診斷結果。第二，利用單信號的濾波診斷。在早期的診斷技術中，只是分析了實時數據，而沒有對歷史數據有所考慮，所以濾波診斷對時間序列的信號進行濾波變換，在對信號的特征信息進行分析后，得出閾值診斷。如果在系統比較復雜的狀況下，可以利用計算機仿真技術對故障進行判斷，通過實時采集信號，對系統的運行狀態進行模擬，從而來判斷故障類型。這種診斷方法比較快速準確，但是需要獲取物理結構和信號流程。

2.智能故障診斷技術

2.1 知識庫的規劃

在故障診斷中，其中極為關鍵的因素即是知識的數量和質量，所以為了有效的確保故障診斷技術的提升，通過建立知識庫來提升診斷技術的水平，這是具有極其重要意義的。利用知識庫可以有效的縮小問題空間，提高知識的搜索的效率，通常情況下需要按照以下方法來對知識進行規劃。

2.1.1 電子設備在運行過程中會有不同的征兆，所以需要按照征兆的不同來與其相關聯的知識進行綜合，使其形成為一個知識庫模塊，從而更便于診斷的進行;

2.1.2 不同的電子設備其組成結構也具有較大的差異性，所以在知識庫建立時可以按照各分機的知識來進行知識模塊的建立，使其與人們的正常思路相符合，更便于對知識的搜索;

2.1.3 按采用的數學模型，將知識以其表示方法、處理方法的不同而分為不同的模塊，以實現設備知識多種表示的綜合運用;

2.1.4 按專家對領域知識的認識劃分;通過對知識庫模塊的劃分，可以更便于進行維護和推理，而且各個模塊之間可以進行相互通信和協調工作，從而更便于在故障診斷時對知識的提取。

2.2 推理機的設計

推理機的設計也與知識的表示有密切關系?；诜柕膶＜蚁到y的推理主要是邏輯推理和狀態空問搜索，采用的方法是符號匹配;而基于數值處理的專家系統的推理主要是數值計算。推理機制包括正向推理、反向推理和混臺推理。推理機的設計應該滿足實時性和透明性要求。

2.3 不確定性的處理

在故障診斷過程中，出現故障診斷征兆的模糊及測量信號的不精確情況較多，這些不確定性現象的出現，則需要在推理過程中不斷的與知識的不確定性相互作用，從而得出結論的不確定性。

3.智能診斷技術的發展趨勢

3.1 遠程故障診斷

在制造業，由于高技術產品（的出現，顧客自己對系統進行故障診斷和維修越來越難，加之顧客分布日益全球化，使得企業必須建立基于網絡技術、多媒體技術和現代通信技術的遠程故障診斷專家系統，以對顧客的設備和系統進行遠程故障診斷與維修，或提供遠程故障診斷的技術支持。對于遠程故障診斷，現在的方法主要有電話會議方式、利用lmemet的客戶/服務器或瀏覽服務器模式。

3.2 分布式故障診斷

某些大型設備或系統的功能和結構是分布式和多層次的，比如計算機集成制造系統、空問飛行器系統、大型汽輪發電機組等。這決定了診斷系統也應該是分布式和多層次的。分布式診斷系統由全局（系統級）診斷系統和子診斷系統組成。全局診斷系統負責診斷任務的管理，包括總體任務的分解、子任務的協調與控制、各子系統診斷結論的綜臺等;子診斷系統根據所分得的子任務，完成對所轄設備的故障診斷。

3.3 診斷Agent

Agent比較統一的定義是指駐留在某一環境下能持續、自主地發揮作用，滿足反應性、社會性、主動性等特征的計算實體。利用Agent的自主性，構造虛擬專家，可以實現大型系統的自主管理和知識備份。診斷時各Agent通過檢測儀器感知周圍環境，并與其它Agent協商完成故障的診斷甚至修復。

3.4 便攜式診斷儀

隨著技術的發展，人們對各類方便快捷的故障診斷服務要求越來越迫切。目前在人工智能技術、數字信號處理器及嵌入式軟件技術的發展下使便攜式診斷儀的實現成為可能，有效的提升了維修人員在故障排出時定位的準確性。

3.5 智能診斷決策支持系統

智能診斷決策支持系統是診斷系統在實踐中發展起來的。確切說應該是診斷支持系統，協助專家作出診斷決策，此系統將人融入到診斷過程中中，使人類專家的作用得到有效的發揮，有效的提升了設備維護工作中的技術含量。

4.結束語

隨著時代的發展，大型電子設備應用的越來越多，高效的故障診斷技術是電子設備穩定運行的關鍵。在故障診斷技術方面，應該以傳統方式與現代方式相結合的方法。通過智能診斷技術，可以快速的定位故障的發生區域，然后利用傳統技術確定故障的部件，實現快速維修。這種診斷技術結合了兩種方法的優點，構建了高效的診斷平臺，是大型電子設備故障診斷的主要發展方向。隨著科學技術的不斷發展，在電子設備的故障診斷方面，將會越來越先進，為我國的經濟建設奠定堅實的基礎。

參考文獻

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